“模塊化”IPM如何徹底改變節(jié)能市場?
隨著IoT的發(fā)展與普及,Wi-Fi通信功能的增加,加之顯示器尺寸與電機功能的持續(xù)提升,越來越多的白色家電和工業(yè)設(shè)備功耗也與日俱增,成為應(yīng)用端難以克服的一大痛點。無論是待機功耗還是工作功耗,都會導(dǎo)致設(shè)備耗電持續(xù)增加,比如家電產(chǎn)品需要長時間保持待機狀態(tài),通過遠(yuǎn)程控制,實時將狀態(tài)上傳到手機客戶端,這種待機功耗對于家電產(chǎn)品來說,會是較大的負(fù)擔(dān)。
如果從更細(xì)分的空調(diào)市場來看,如今,全球空調(diào)市場大概每年出貨量在1.5億臺左右,且各國對于能耗的限制也變的越來越嚴(yán)苛。2020年7月1日,GB21455-2019新能效標(biāo)準(zhǔn)正式實施,要求整個空調(diào)行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品效率能夠達(dá)到80%以上。為了能夠滿足這一要求,如今的空調(diào)都在往變頻方向轉(zhuǎn)變,定頻空調(diào)基本已被市場淘汰。除此之外,新增加的待機功耗要求,過去4.5KW以下的機型也從3W的待機功耗變成1W以下,這要求整個待機的效率也要大幅度提高。
羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理顧偉俊在接受記者采訪時表示:“對于制造企業(yè)來說,如何提高開發(fā)速度,生產(chǎn)更快更好的產(chǎn)品是我們現(xiàn)在面臨的主要的問題。這就需要我們現(xiàn)在的設(shè)計的平臺能夠盡量的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化,這對于功率器件的要求來說,尤其是智能功率模塊的發(fā)展來說,是必要的一個課題?!?/p>
從節(jié)省空間和易于設(shè)計的角度來說,IPM的確占有很大的優(yōu)勢,盡管偶爾在一些性能指標(biāo)上不如分離器件那般靈活可對外圍器件做調(diào)整,但隨著IPM如今的性能越來越可靠,應(yīng)用越來越適用,該調(diào)整電路的要求也越來越弱化,基本上在設(shè)計中很少會牽扯到這方面的要求。
具體來講,顧偉俊表示:“普通功率模塊是通過一些應(yīng)用把需要用到的一些功率器件集合在一個封裝里面,這對于設(shè)計來說,還需要外圍能夠匹配更合適的驅(qū)動,和大量的外圍電路才能驅(qū)動功率模塊。而對于IPM來說,它不僅僅把功率器件集成進(jìn)去了,還把相應(yīng)的驅(qū)動電路以及周邊的保護(hù)電路全部集成到了模塊里邊,可能就像控制邏輯器件控制功率模塊,這對于工程師的開發(fā)來說,是一個非常有優(yōu)勢的產(chǎn)品?!?/p>
與普通的IPM不同,羅姆新一代的IPM,具備諸多特別的性能優(yōu)勢,顧偉俊介紹:“首先,同時能夠降低噪音以及降低功耗。這兩個指標(biāo)本身有一定的沖突,所以能夠同時滿足這兩點的提高,對于產(chǎn)品來說是需要花很大的力氣;其次,新一代產(chǎn)品在輸出的溫度、監(jiān)控的精度上面做了很大的提高,滿足了現(xiàn)階段家電和普通小功率工控設(shè)備的基本要求。另外,為了滿足客戶對生產(chǎn)、制造、品質(zhì)保障,新增了產(chǎn)品識別功能,可以在線測試該型號的IPM,防止其他器件的導(dǎo)入產(chǎn)生誤裝。”
當(dāng)然,IPM里邊很多的功率器件,包括前端,從晶圓到裸片的開發(fā),都是在日本的各個工廠中完成的。顧偉俊表示:“完成以后,會把相應(yīng)的產(chǎn)品運送到泰國工廠做后續(xù)的封裝以及測試的工作。完成了封裝、測試以后,然后再做全球的出貨、統(tǒng)配工作。所以不同的工廠擔(dān)當(dāng)?shù)娜蝿?wù)不一樣,所有產(chǎn)品保障都是由羅姆公司內(nèi)部完成的。羅姆公司一直致力于IPM不斷的改善和新產(chǎn)品的開發(fā),尤其是對空調(diào)領(lǐng)域,我們根據(jù)實際空調(diào)的應(yīng)用研究了一些新的產(chǎn)品,研究發(fā)現(xiàn),變頻空調(diào)在實際應(yīng)用當(dāng)中80%的時間基本上應(yīng)用在一些低功耗維持溫度的工作狀態(tài),長時間的工作狀態(tài),對于實際應(yīng)用的一個功率其實并不是很大,在小電流應(yīng)用的工作環(huán)境中,與IGBT相比,硅基MOS管有更高的效率?!?/p>
未來,羅姆也將繼續(xù)擴大系列產(chǎn)品陣容,并且持續(xù)投入到了車載級產(chǎn)品的開發(fā),支持汽車級應(yīng)用,希望在更廣泛的領(lǐng)域進(jìn)一步幫助工程師降低產(chǎn)品功耗,減少設(shè)計工時。
